Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på 450 ℃ (temperaturen för en ugns självrengörande cykel) och en atmosfär som domineras av koldioxid (96 procent) med en densitet som är 90 gånger jordens.

Venus är en mycket konstig plats, helt obeboeligt, utom kanske i molnen cirka 60 kilometer upp där den senaste upptäckten av fosfin kan antyda flytande mikrobiellt liv. Men ytan är totalt ogästvänlig.

Dock, Venus hade en gång sannolikt ett jordliknande klimat. Enligt nyare klimatmodeller, under mycket av sin historia hade Venus yttemperaturer som liknar dagens jord. Det hade förmodligen också hav, regn, kanske snö, kanske kontinenter och plattektonik, och ännu mer spekulativt, kanske till och med ytliv.

För mindre än en miljard år sedan, klimatet förändrades dramatiskt på grund av en skenande växthuseffekt. Det kan spekuleras i att en intensiv period av vulkanism pumpade ut tillräckligt med koldioxid i atmosfären för att orsaka denna stora klimatförändringshändelse som förångade haven och orsakade slutet på vattnets kretslopp.

Bevis på förändring

Denna hypotes från klimatmodellerarna inspirerade Sara Khawja, en masterstudent i min grupp (samhandledd med geovetaren Claire Samson), att leta efter bevis i venusiska stenar för denna föreslagna klimatförändringshändelse.

Sedan början av 1990-talet, mitt forskarlag från Carleton University – och på senare tid mitt sibiriska team vid Tomsk State University – har kartlagt och tolkat den geologiska och tektoniska historien om jordens anmärkningsvärda systerplanet.

Sovjetiska Venera- och Vega-missioner på 1970- och 1980-talen landade på Venus och tog bilder och utvärderade klippornas sammansättning, innan landarna misslyckades på grund av den höga temperaturen och trycket. Dock, vår mest omfattande bild av Venus yta har getts av NASAs Magellan-rymdfarkost i början av 1990-talet, som använde radar för att se genom det täta molnlagret och producera detaljerade bilder av mer än 98 procent av Venus yta.

Gamla stenar

Vårt sökande efter geologiska bevis på den stora klimatförändringen ledde till att vi fokuserade på den äldsta typen av stenar på Venus, kallas tesseror, som har ett komplext utseende som tyder på en lång, komplicerad geologisk historia. Vi trodde att dessa äldsta stenar hade störst chans att bevara bevis på vattenerosion, vilket är en så viktig process på jorden och borde ha inträffat på Venus före den stora klimatförändringen.

Med tanke på dålig upplösning höjddata, vi använde en indirekt teknik för att försöka känna igen gamla älvdalar. Vi visade att yngre lavaflöden från de omgivande vulkaniska slätterna hade fyllt dalar i utkanten av tesserorna.

Till vår förvåning var dessa tesserae-dalmönster mycket lika flodflödesmönster på jorden, vilket leder till vårt förslag att dessa tesserae-dalar bildades av floderosion under en tid med jordliknande klimatförhållanden. Mina Venus-forskargrupper vid Carleton och Tomsk State University studerar lavaflödena efter Tesserae för att hitta några geologiska bevis på övergången till extremt varma förhållanden.

Jordens analogier

För att förstå hur vulkanismen på Venus skulle kunna producera en sådan förändring i klimatet, vi kan se till jordens historia för analoger. Vi kan hitta analogier i superutbrott som det senaste utbrottet vid Yellowstone som inträffade 630, 000 år.

Men sådan vulkanism är liten jämfört med stora magmatiska provinser (LIPs) som inträffar ungefär vart 20-30 miljoner år. Dessa utbrott kan släppa ut tillräckligt med koldioxid för att orsaka katastrofala klimatförändringar på jorden, inklusive massutrotningar. För att ge dig en känsla av skala, anser att de minsta läpparna producerar tillräckligt med magma för att täcka hela Kanada till ett djup av cirka 10 meter. Den största kända LIP producerade tillräckligt med magma som skulle ha täckt ett område lika stort som Kanada till ett djup av nästan åtta kilometer.

LIP-analogerna på Venus inkluderar individuella vulkaner som är upp till 500 kilometer breda, omfattande lavakanaler som når upp till 7, 000 kilometer lång, och det finns också associerade spricksystem – där skorpan dras isär – upp till 10, 000 kilometer lång.

Om LIP-liknande vulkanism var orsaken till den stora klimatförändringen på Venus, då kan liknande klimatförändringar inträffa på jorden? Vi kan föreställa oss ett scenario många miljoner år i framtiden när flera LIPs som slumpmässigt inträffar samtidigt kan orsaka att jorden har en sådan skenande klimatförändring som leder till förhållanden som dagens Venus.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.